字符设备驱动：

linux系统驱动程序分为三大类，字符设备驱动，块设备驱动和网络设备驱动。其中字符设备驱动是使用最多的一种，从点灯到llC，SPI，音频设备等的驱动都是字符设备驱动。块设备和网络设备驱动要比字符设备驱动复杂，就是因为其复杂所以半导体厂商一般都给我们编写好了，大多数情况下都是直接可以使用的。所谓的块设备驱动就是存储器设备的驱动，比如EMMC、NAND、SD卡和U盘等存储设备，因为这些存储设备的特点是以存储块为基础，因此叫做块设备。网络设备驱动就更好理解了，就是网络驱动，不管是有线的还是无线的，都属于网络设备驱动的范畴。一个设备可以属手多种设备驱动类型，比如USB WIFI，由于其使用USB接口，所以属于字符设备，但是其又能上网，所以也属于网络设备驱动。

字符设备驱动简介：

字符设备是Linux驱动中最基本的一类设备驱动，字符设备就是—个—个字节，按照字节流进行读写操作的设备，读写数据是分先后顺序的。比如我们最常见的点灯、按键、IIC、SPI、LCD等等都是字符设备，这些设备的驱动就叫做字符设备驱动。

linux系统中万物皆文件，驱动程序加载后会在/dev目录下生成一个对应的文件，如/dev/led。应用程序就是先用open打开该文件，用write控制led的亮灭，用read读取led的亮灭，用完之后用close关闭该文件。
这里需要注意的是，应用程序运行在用户空间，驱动程序运行在内核空间。应用程序必须使用一个叫做“系统调用”的方法来实现从用户空间“陷入”到内核空间，这样才能实现对底层驱动的操作。一个open函数执行的过程如下

linux源码中字符设备驱动程序存放在driver/char目录下，我们也可以将我们自己的驱动程序保存在该目录下

1）写一个加载和卸载驱动：

16和17行分别用两个带参宏指出驱动程序初始 化入口点和退出入口点。

19、20表示该驱动程序遵守的协议和 驱动程序的编写者。

2）注册设备号

字符设备驱动程序 将来被linux加载的时候需要注册这个驱动程序。其实无论哪种 驱动程序，按照linux的做法在加载时都需要注册

int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, 
const struct file_operations *fops)；

参数：

1.unsigned int major：主设备号（一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程序的设备，注意：设置一个静态的主设备号，比如200。设置时一定要注意不能使 用已经用了的主设备号）：使用cat /proc/devices命令即可查看

2.const char *name：你的驱动程序起一个名字

3.struct file_operations *fops：这是一个指向file_operations结构 体变量的指针，这个结构体里面的成员绝大多数都是函数的指针。如常用的

        ①  open 函数用于打开设备文件

        ② release 函数用于释放(关闭)设备文件，与应用程序中的 close 函数对应

        ③ read 函数用于读取设备文件

        ④ write 函数用于向设备文件写入(发送)数据

        ⑤ owner 拥有该结构体的模块的指针，一般设置为 THIS_MODULE

为了调用注册字符设备驱动 函数，不得不先准备一个file_operations结构体变量，而这个结 构体变量中必要的成员，必须提前准备几个函数。注意：使用copy_to_user函数把内核空间的数据拷贝到用户空间；

然后定义一个file_operations结构体变量，并将函数入口地址赋 值给各自的成员

以上就是字符驱动程序的编写，那如何编译呢？有两种方法

方法一：

第一种方法是告诉linux的Makefile我们添加了一个新的驱动程序， 这种方法需要我们的驱动源码就放在driver/char目录中

1）打开 drivers/char/Kconfig 文件并添加如下内容

Kconfig文件被称之为内核配置文件，这里我们添加了一个名为 FIRST_DRIVER的配置选项，该配置选项为三态的，所谓三态是 指将来的编译结果可以是模块，可以直接编译进内核还可以不编译。default m是指默认编译成模块。最后那段是帮助文本。

2）运行make menuconfig，依次进入Device Driver- >Character devices；看到My first driver按空格切换选择’M’ ，编译成模块，以方便之后的调试

3）打开 drivers/char/Makefile并添加下面内容（需要在 Makefile 中把内核配置选项和真正的源代码联系起来）

4）之后在源码顶层目录下执行make modules就可以完成编译

· 编译完成之后在driver/char目录下可以找到一个名为 first_driver.ko文件，这个就是我们需要的驱动程序

· 将first_driver.ko通过nfs复制到开发板上，使用insmod xxx.ko命令 加载驱动程序

· 使用lsmod查看已经加载的驱动

· 使用rmmod xxx卸载驱动程序，注意不用加.ko

5）加载好驱动程序以后，查看一下/dev目录，这里并没有出现我们 所说的设备文件，这是因为目前我们的驱动程序还不能自动创 建设备文件；用手动的方法创建设备文件,命令为：

mknod [OPTIONS] NAME TYPE MAJOR MINOR

该命令中[OPTIONS]选项可不填；NAME就是/dev下的设备文件 名；TYPE是设备型号，这里是字符设备用c表示；MAJOR主设备 号；MINOR子设备号。

mknod /dev/first_device c 200 0

以后应用程序就是以文件 /dev/first作为入口点调用驱动程序的。

方法二：

将我们写好的驱动 源码放在任意一个文件夹内，如linux源码目录下的my_driver目录， 并在该目录下创建一个Makefile文件

 第1行：获得linux源码顶层目录，根据实际情况填写

 第2行：获得驱动源码所在目录

 第3行：定义目标文件并指定目标文件为模块形式

 第8行：具体的编译命令，后面的 modules 表示编译模块，-C 表示将当前的工作 目录切换到指定目录中，也就是 KERNERLDIR 目录。M 表示模块源码目 录，”make modules”命令中加入 M=dir 以后程序会自动到指定的 dir 目录中读取 模块的源码并将其编译为.ko 文件

 之后使用make命令编译同样得到xxx.ko文件，加载什么的操作就和之前一样了。

程序调用：

正如之前所提到的，驱动程序的调用是通过应用程序的文件IO 实现的。所以调用驱动程序就是编写一个简单的文件IO程序。在nfs/rootfs下。

使用下面这个命令进行交叉编译，生成一个.app的可执行文件

执行.app

这样字符驱动编写流程就完成了。